EP0905473A1 - Projectile d'artillerie de campagne de gros calibre à longue portée - Google Patents

Projectile d'artillerie de campagne de gros calibre à longue portée Download PDF

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EP0905473A1
EP0905473A1 EP98117137A EP98117137A EP0905473A1 EP 0905473 A1 EP0905473 A1 EP 0905473A1 EP 98117137 A EP98117137 A EP 98117137A EP 98117137 A EP98117137 A EP 98117137A EP 0905473 A1 EP0905473 A1 EP 0905473A1
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EP
European Patent Office
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projectile
shoe
tube
barrel
ejected
Prior art date
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EP98117137A
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German (de)
English (en)
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EP0905473B1 (fr
Inventor
Anne Laure Cros
Gérard Lamorlette
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Giat Industries SA
Original Assignee
Giat Industries SA
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B14/00—Projectiles or missiles characterised by arrangements for guiding or sealing them inside barrels, or for lubricating or cleaning barrels
    • F42B14/06—Sub-calibre projectiles having sabots; Sabots therefor
    • F42B14/061—Sabots for long rod fin stabilised kinetic energy projectiles, i.e. multisegment sabots attached midway on the projectile
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B14/00—Projectiles or missiles characterised by arrangements for guiding or sealing them inside barrels, or for lubricating or cleaning barrels
    • F42B14/02—Driving bands; Rotating bands
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B14/00—Projectiles or missiles characterised by arrangements for guiding or sealing them inside barrels, or for lubricating or cleaning barrels
    • F42B14/06—Sub-calibre projectiles having sabots; Sabots therefor
    • F42B14/064—Sabots enclosing the rear end of a kinetic energy projectile, i.e. having a closed disk shaped obturator base and petals extending forward from said base
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B14/00—Projectiles or missiles characterised by arrangements for guiding or sealing them inside barrels, or for lubricating or cleaning barrels
    • F42B14/06—Sub-calibre projectiles having sabots; Sabots therefor
    • F42B14/08—Sabots filled with propulsive charges; Removing sabots by combustion of pyrotechnic elements or by propulsive-gas pressure

Definitions

  • the technical field of the invention is that of projectiles, in particular artillery projectiles from large caliber campaign with long range.
  • a gas-generating composition block (called a usually block ⁇ base-bleed ⁇ ) which is intended to reduce the pellet trail by a generation of gases from the combustion of a composition such as a propellant.
  • the base-bleed increases the range of projectiles only on the order of 5 to 10% and generates dispersions harmful to the shot accuracy.
  • Patent WO8100908 proposes an artillery projectile with a base-bleed fitted with a belt, fins guidance and stabilization stabilizer.
  • This projectile is gyro-stabilized for part of its trajectory during which the base-bleed block is operational, then the base-bleed is ejected, allowing the tailplane to deploy stabilization that slows the rotation of the projectile.
  • the projectile thus finds itself on a stabilized trajectory by the tail. Then a terminal guide can be carried out thanks to the guide fins.
  • a hovering projectile must therefore have a large elongation (length to diameter ratio greater or equal to 10) and will have a relatively thin wall (of 5 to 10mm) to reduce the mass of the projectile while increasing the carrying capacity.
  • the one proposed by GB1516073 has a rear shoe with a slip belt and ensuring the maintenance of fins in the folded position.
  • the guide in the tube the weapon of the front part of the projectile is provided by centering bosses.
  • Such a concept is not suitable for the realization of a long-range hovering projectile having a wall relatively thin.
  • front guide bosses provided by GB1516073 increase the mass of the projectile and increase its aerodynamic drag on trajectory. In addition they must be attached to a relatively thick projectile wall.
  • Patent DE3730359 proposes a training shoe distributing the forces between the rear of the projectile (by through a sliding piston) and the front of the projectile on which the shoe hangs by teeth at the level of drive grooves made on the projectile.
  • Such a shoe is of complex realization and its separation from with the projectile at the exit of the barrel of the weapon is delicate due to the presence of grooves and teeth.
  • the projectile wall also has a structure complex and must include a reinforced thickness at the level of the hoof drive grooves.
  • the projectile according to the invention has a structure simple and inexpensive to make.
  • the projectile can have a significant elongation (greater than or equal to 10) and a wall thickness relatively thin (around 5 to 10mm) while being able to be fired by an artillery cannon. This results in a scope increased and a large carrying capacity.
  • the invention relates to an artillery projectile intended to be fired from a large barrel tube caliber and comprising a body fitted at the rear with a deployable stabilization stabilizer, the body being under-calibrated and carrying at least a first guide shoe ejectable fitted with a slip belt designed to reduce the speed of rotation of the projectile, characterized projectile in that it has a second guide shoe positioned at the front of the projectile, second shoe made up of at least two segments linked to the body by a means of temporary liaison which consists of at least one shear pin, the shear being caused by a relative recoil of the second hoof relative to the body of the projectile during longitudinal acceleration of the projectile in the barrel tube, the second shoe being ejected at the outlet of the tube.
  • the second shoe has an internal profile complementary to external profile of the front part of the projectile, and there are an axial clearance between the internal profile of the second shoe and the external profile of the front of the projectile so as to allow the relative recoil of the second hoof relative to the body of the projectile during its longitudinal acceleration in the barrel tube.
  • the first guide shoe or rear shoe is positioned at the level of a rear part of the projectile body and it keeps the stabilization stabilizer deployable, the deployment of the latter taking place during the ejection of the rear shoe at the tube outlet.
  • the rear shoe may include a push piece receiving the slip belt and a piece tubular covering the rear part of the projectile body while maintaining the stabilization stabilizer in its folded position.
  • the rear shoe may be ejected by a pyrotechnic charge placed between the rear shoe thrust part and the rear part of the body of the projectile.
  • the tubular part of the rear shoe may have longitudinal weakening zones, intended to break when ejecting the rear shoe in order to increase the aerodynamic drag of it.
  • the projectile may have front control surfaces deployable.
  • the projectile may have a rear thruster.
  • the rear shoe can then be ejected at the exit of the barrel tube by the pressure generated by the propellant.
  • the second guide shoe will ensure the guidance in the tube by the contact of its cylindrical surface external with the internal surface of the barrel of the weapon on a length between one and twice the size of tear.
  • an artillery projectile large caliber campaign is consisting of a body 2 carrying in the rear part 5 a first ejectable shoe 6 (or rear shoe) and in the front part 3 a second ejectable shoe 4 (or front shoe).
  • the front shoe 4 is composed of several segments 7, here three in number, linked to the projectile body 2 by radial pins 8.
  • Each segment 7 can be produced in an organic material, for example of the thermoplastic type charge.
  • the rear shoe 6 comprises on the one hand a piece of thrust 9 carrying on its periphery a slip belt 10, and on the other hand a tubular part 11 covering the rear part 5 of the projectile body.
  • the tubular piece 11 is made integral with the thrust piece 9, for example by collage.
  • the push piece 9, made of steel, is intended to receive propellants during the phase cannon.
  • the tubular part 11 is itself made of thermoplastic.
  • the front 4 and rear 6 shoes are intended to ensure guiding the projectile inside a barrel tube of a weapon not shown.
  • the front shoe provides contact guidance over its entire surface external cylindrical on the wall of the tube.
  • the length of guide of the front hoof is of the caliber of the weapon this which improves guidance for a large projectile elongation.
  • This type of structure composed of a front guide and a rear guide which are relatively far apart one of the other is particularly suitable for a projectile of great length.
  • the body 2 is therefore undersized relative to the diameter inner core of the barrel tube, which increases the initial speed while decreasing the coefficient of aerodynamic drag of the projectile and therefore increase its scope.
  • the body 2 is intended to transport a payload not shown, which may be submunitions intended to be dropped above a target.
  • Field artillery projectiles are usually drawn from large barrel tubes caliber, type 155 mm, with internal stripes intended to give them a high speed of rotation in order to stabilize them on the trajectory. These projectiles are called gyro-stabilized.
  • the artillery projectile according to the invention is intended to carry a large volume payload, for example several submunitions. This carrying therefore requires a long length of projectile which prohibits a stabilization of the projectile by gyroscopic effect.
  • the stabilization of the projectile 1 according to the invention is ensured by a tail 12 (see fig 2) placed in part rear 5 of body 2 and which deploys at the outlet of the tube cannon.
  • the slip belt 10, of the type described in FR2606869, is intended to take the scratches from the barrel tube and to slide on the thrust piece 9 in order to reduce the speed of rotation of the projectile. So at the out of the barrel tube, the projectile is only subjected to a low roll speed of the order of 10 turns / s.
  • This low rolling speed of the projectile allows advantageously the deployment of the tailplane at the outlet of tube in good conditions, under low stresses which do not disturb the stability of the projectile.
  • the stabilization stabilizer 12 is made up of four flat blades made of very high limit steel elastic. Each blade is articulated at its root and lockable in the deployed position.
  • the blades of the empennage 12, shown in position deployed in Figure 2 were originally wound on the outside of the rear part 5 of the body 2 of the projectile and held in position by the tubular part 11 of the shoe 6.
  • the body 2 has at its rear part 5 a propellant additional 13 intended to increase the range of the projectile.
  • the additional thruster 13 is constituted, so classic, of a body in high resistance steel comprising an ejection nozzle 14 for the propellant gases. It comprises a propellant charge consisting of a propellant block solid double base type.
  • the additional propellant 13 is lit, for example by borrowing propellant gases from the through an axial opening in the plate raised 9.
  • the high pressure gases produced by the propellant charge combustion are ejected through the nozzle ejection 14 by generating an axial thrust. This propellant generation ensures separation then the ejection, behind the projectile, of the rear shoe 6.
  • the segments 7 of the front shoe 4 are located in a position separated from the body 2. Ejection of the hoof before is effective at the outlet of the tube, after a rupture of the pins 8 as will be explained later, thanks to the aerodynamic forces exerted on the front of the hoof and which allow the spacing of the segments 7.
  • the front part 3 of the body 2 of the projectile comprises deployable control surfaces 15, here the number of four. These control surfaces are deployable through slots 17 carried out on the body 2. They are deployed on trajectory at a given time as will be explained more far. They are intended to guide the projectile.
  • the front part 3 also includes a ballistic warhead 16 containing a set of guidance and piloting (not shown), in particular of gyrometers roll, yaw, pitch, of a satellite locator (GPS) with its antennas, an actuator module for control surfaces with reducing servo motors, as well as a source of energy and an order processor.
  • a ballistic warhead 16 containing a set of guidance and piloting (not shown), in particular of gyrometers roll, yaw, pitch, of a satellite locator (GPS) with its antennas, an actuator module for control surfaces with reducing servo motors, as well as a source of energy and an order processor.
  • Figure 3 shows a partial section of the part front 3 of projectile 1.
  • the front part 3 of the projectile 1 carries the front shoe 4 composed of the three segments 7 made integral with the body 2 by radial pins 8.
  • the segments 7 of the front shoe have a profile internal 17 complementary to the external profile 18 of the warhead 16.
  • an axial clearance 19 persists between the two profiles 17 and 18, the segments 7 of the shoe front being in an advanced position relative to the body 2.
  • Figure 4 shows this phase at the end of the decline relative of the segments 7 of the front shoe relative to the body 2, when the two profiles 17 and 18 are in contact.
  • the segments 7 of the shoe 4 are separated of the body 2 of the projectile, the pins being broken.
  • the aerodynamic pressure which exercises on a conical surface before 20 of shoe 4 causes opening and then ejecting the segments 7.
  • Such a front shoe structure 4 ensures a reliable guidance of a projectile of great elongation (greater than 10) due to the guide length important of the front shoe which is in contact with the tube (guide length of the order of size).
  • shearable pins allows the keeping the front hoof during the transport and storage with projectile wall thickness relatively thin (around 5 to 10mm). Shear pins when fired ensures reliable separation of the sabot and projectile at the exit of the barrel of the weapon by the only effect of aerodynamic forces.
  • the relative contact of the profile 17 of the front shoe with the external profile 18 of the warhead allows a good distribution of efforts. This ensures a reliable guidance in the barrel of a large projectile weapon elongation and having a thin wall thickness at the level of the warhead.
  • control surfaces 15 are advantageously not open only after peak to reduce drag aerodynamics and ensure sufficient stability in flight ballistic.
  • the projectile according to the invention being of the type undersized and equipped with an additional propellant, allows carrying a large payload, of the order of 30 kg to a very long shooting distance of the order of 60 to 80 km.
  • the rear shoe ejection can be carried out by a pyrotechnic charge 21 placed between the thruster 13 and the thrust plate 9 of the rear shoe 6 and lit as soon as it leaves the barrel tube (see Figure 5).
  • This pyrotechnic charge 21 may be ignited by means of a propellant gas borrowing, for example through a axial opening 22 arranged in the thrust plate 9, a pyrotechnic delay 23 ensuring the rear shoe is ejected 6 after the exit of the barrel of the weapon.
  • a pyrotechnic charge of this type can, of course, complete the rear shoe ejection means 6 with the propellant 13 described in Figure 2. Indeed the rise in propellant pressure not being immediate, separation fast hoof by a pyrotechnic charge would present the advantage of releasing the stabilization stabilizer as soon as exit of the barrel tube, thus improving the stabilization of the projectile.
  • a weakening of the tubular part 11, by longitudinal precuts 24 of its wall can also be envisaged in order to improve its aerodynamic braking as of its ejection at the exit of the tube of cannon.
  • the pressure generated by the load pyrotechnic ejection 21 and / or the propellant 13 will cause the cutting of the tubular part 11 at the areas of embrittlement 24.
  • the tubular part 11 will then open under the shape of petals, thus increasing its braking aerodynamic.

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Abstract

Le secteur technique de l'invention est celui des munitions, en particulier de campagne de gros calibre. L'invention a pour objet un projectile d'artillerie (1), destiné à être tiré à partir d'un tube de canon de gros calibre, comprenant un corps (2) équipé en partie arrière (5) d'un empennage de stabilisation déployable (12), le corps étant sous-calibré et portant au moins un premier sabot de guidage éjectable (6) équipé d'une ceinture dérapante (10) destinée à réduire la vitesse de rotation du projectile. Ce projectile est caractérisé en ce qu'il comporte un deuxième sabot de guidage (4) positionné au niveau d'une partie avant (3) du projectile, deuxième sabot constitué d'au moins deux segments (7) liés au corps par un moyen de liaison temporaire qui est constitué d'au moins une goupille cisaillable (8), le cisaillement étant provoqué par un recul relatif du deuxième sabot (4) par rapport au corps (2) du projectile lors de l'accélération longitudinale du projectile dans le tube de canon, le deuxième sabot (4) se trouvant éjecté à la sortie du tube. <IMAGE>

Description

Le domaine technique de l'invention est celui des projectiles, en particulier des projectiles d'artillerie de campagne de gros calibre à longue portée.
L'augmentation de la portée des projectiles d'artillerie a toujours été recherchée. Ainsi il est connu de mettre en place sur l'arrière des projectiles à trajectoire balistique un bloc de composition génératrice de gaz (appellé généralement bloc 〈〈 base-bleed 〉〉) qui est destiné à réduire la traínée de culot par une génération de gaz issus de la combustion d'une composition telle qu'un propergol. Le base-bleed n'augmente la portée des projectiles que de l'ordre de 5 à 10 % et engendre des dispersions préjudiciables à la précision du tir.
Il a également été proposé, pour augmenter la précision du tir, d'effectuer une correction de trajectoire ou un guidage terminal. Mais les projectiles à trajectoire balistique étant gyrostabilisés, il est très difficile de réaliser une correction de trajectoire ou un guidage terminal correct. De plus, seule la précision est améliorée, la portée étant toujours relativement faible.
Le brevet WO8100908 propose un projectile d'artillerie comportant un base-bleed muni d'une ceinture, d'ailettes de guidage et d'un empennage de stabilisation. Ce projectile est gyrostabilisé sur une partie de sa trajectoire pendant laquelle le bloc base-bleed est opérationnel, puis le base-bleed est éjecté, ce qui permet le déploiement de l'empennage de stabilisation qui freine la rotation du projectile. Le projectile se retrouve ainsi sur une trajectoire stabilisée par l'empennage. Ensuite un guidage terminal peut être effectué grâce aux ailettes de guidage.
Un tel concept présente plusieurs inconvénients. D'abord le passage de la trajectoire gyrostabilisée à la trajectoire stabilisée par empennage engendre de nombreuses contraintes. En effet l'empennage reçoit de très fortes sollicitations mécaniques lors de son déploiement qui peuvent engendrer une perte de stabilité du projectile et/ou d'importantes dispersions. Ensuite la portée d'un tel projectile, comme il a été explicité auparavant, est relativement faible.
Il est plus avantageux de recourir à un projectile planant qui sera stabilisé par empennage dès sa sortie du tube de l'arme. Par ailleurs, l'accroissement de la capacité d'emport du projectile (sous munitions et système de guidage/pilotage) passe par la diminution de son épaisseur de paroi, ce qui est permi par le choix d'une stabilisation par empennage de préférence à une stabilisaiton gyroscopique.
Concrètement un projectile planant devra donc avoir un grand allongement (rapport longueur sur diamètre supérieur ou égal à 10) et comportera une paroi relativement mince (de l'ordre de 5 à 10mm) permettant de réduire la masse du projectile tout en accroissant la capacité d'emport.
Les brevets GB1516073 et DE3730359 décrivent des projectiles tirés par canon et stabilisés par empennage.
Celui proposé par GB1516073 comporte un sabot arrière doté d'une ceinture dérapante et assurant le maintien des ailettes en position repliée. Le guidage dans le tube de l'arme de la partie avant du projectile est assuré par des bossages de centrage.
Un tel concept n'est pas adapté à la réalisation d'un projectile planant à longue portée et ayant une paroi relativement mince.
En effet, les bossages de guidage avant prévus par GB1516073 accroissent la masse du projectile et augmentent sa traínée aérodynamique sur trajectoire. De plus ils doivent être fixés sur une paroi de projectile relativement épaisse.
Le brevet DE3730359 propose un sabot d'entraínement répartissant les efforts entre l'arrière du projectile (par le biais d'un piston coulissant) et l'avant du projectile sur lequel le sabot s'accroche par des dentures au niveau de gorges d'entraínement réalisées sur le projectile.
Un tel sabot est de réalisation complexe et sa séparation d'avec le projectile à la sortie du tube de l'arme est délicate en raison de la présence des gorges et des dentures.
De plus la paroi du projectile a également une structure complexe et doit comporter notamment une épaisseur renforcée au niveau des gorges d'entraínement par le sabot.
C'est le but de l'invention que de proposer un projectile d'artillerie à longue portée ne présentant pas de tels inconvénients.
Ainsi le projectile selon l'invention a une structure simple et de réalisation peu coûteuse.
Il permet d'assurer l'obtention d'une portée de tir importante avec une séparation fiable des sabots d'entraínement et du projectile à la sortie du tube de l'arme.
Le projectile peut avoir un allongement important (supérieur ou égal à 10) et une épaisseur de paroi relativement mince (de l'ordre de 5 à 10mm) tout en pouvant être tiré par un canon d'artillerie. Il en résulte une portée accrue et une capacité d'emport importante.
Ainsi l'invention a pour objet un projectile d'artillerie destiné à être tiré à partir d'un tube de canon de gros calibre et comprenant un corps équipé en partie arrière d'un empennage de stabilisation déployable, le corps étant sous-calibré et portant au moins un premier sabot de guidage éjectable équipé d'une ceinture dérapante destinée à réduire la vitesse de rotation du projectile, projectile caractérisé en ce qu'il comporte un deuxième sabot de guidage positionné au niveau d'une partie avant du projectile, deuxième sabot constitué d'au moins deux segments liés au corps par un moyen de liaison temporaire qui est constitué d'au moins une goupille cisaillable, le cisaillement étant provoqué par un recul relatif du deuxième sabot par rapport au corps du projectile lors de l'accélération longitudinale du projectile dans le tube de canon, le deuxième sabot se trouvant éjecté à la sortie du tube.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le deuxième sabot possède un profil interne complémentaire d'un profil externe de la partie avant du projectile, et il existe un jeu axial entre le profil interne du deuxième sabot et le profil externe de l'avant du projectile de façon à permettre le recul relatif du deuxième sabot par rapport au corps du projectile lors de l'accélération longitudinale de ce dernier dans le tube de canon.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le premier sabot de guidage ou sabot arrière est positionné au niveau d'une partie arrière du corps du projectile et il maintient l'empennage de stabilisation déployable, le déploiement de ce dernier s'effectuant lors de l'éjection du sabot arrière en sortie de tube.
Avantageusement, le sabot arrière pourra comprendre une pièce de poussée recevant la ceinture dérapante et une pièce tubulaire recouvrant la partie arrière du corps du projectile tout en maintenant l'empennage de stabilisation dans sa position repliée.
Selon une variante de réalisation, le sabot arrière pourra être éjecté par une charge pyrotechnique placée entre la pièce de poussée du sabot arrière et la partie arrière du corps du projectile.
La pièce tubulaire du sabot arrière pourra présenter des zones de fragilisation longitudinales, destinées à se rompre lors de l'éjection du sabot arrière afin d'augmenter la traínée aérodynamique de celui-ci.
Selon une autre caractéristique le projectile pourra comporter en partie avant des gouvernes de pilotage déployables.
Selon une autre caractéristique le projectile pourra comporter un propulseur arrière.
Le sabot arrière pourra alors être éjecté à la sortie du tube de canon par la pression engendrée par le propulseur.
Avantageusement, le deuxième sabot de guidage assurera le guidage dans le tube par le contact de sa surface cylindrique externe avec la surface interne du tube de l'arme sur une longueur comprise entre une et deux fois le calibre de l'arme.
D'autres avantages de l'invention apparaítront à la lecture de la description d'un mode particulier de réalisation, description faite en référence aux dessins annexés dans lesquels:
  • La figure 1 représente une vue externe d'un projectile d'artillerie selon l'invention.
  • La figure 2 représente le projectile d'artillerie selon l'invention avec les sabots avant et arrière éjectés.
  • La figure 3 représente une coupe partielle de la partie avant du projectile selon l'invention.
  • la figure 4 représente une coupe partielle de la partie avant du projectile après désolidarisation du sabot et du corps.
En se reportant à la figure 1, un projectile d'artillerie de campagne de gros calibre 1, selon l'invention, est constitué d'un corps 2 portant en partie arrière 5 un premier sabot éjectable 6 (ou sabot arrière) et en partie avant 3 un deuxième sabot éjectable 4 (ou sabot avant).
Le sabot avant 4 est composé de plusieurs segments 7, ici au nombre de trois, liés au corps de projectile 2 par des goupilles radiales 8. Chaque segment 7 peut être réalisé dans une matière organique, par exemple de type thermoplastique chargé.
Le sabot arrière 6 comprend d'une part une pièce de poussée 9 portant sur sa périphérie une ceinture dérapante 10, et d'autre part une pièce tubulaire 11 recouvrant la partie arrière 5 du corps du projectile. La pièce tubulaire 11 est rendue solidaire de la pièce de poussée 9, par exemple par collage. La pièce de poussée 9, réalisée en acier, est destinée à recevoir les gaz de propulsion pendant la phase canon. La pièce tubulaire 11 est quant à elle réalisée en thermoplastique.
Les sabots avant 4 et arrière 6 sont destinés à assurer le guidage du projectile à l'intérieur d'un tube de canon d'une arme non représentée. En particulier le sabot avant assure le guidage par le contact de toute sa surface cylindrique externe sur la paroi du tube. La longueur de guidage du sabot avant est de l'ordre du calibre de l'arme ce qui améliore le guidage pour un projectile de grand allongement.
Ce type de structure composée d'un guidage avant et d'un guidage arrière qui sont relativement éloignés l'un de l'autre est particulièrement adaptée à un projectile de grande longueur.
Le corps 2 est donc sous-calibré par rapport au diamètre interne de l'âme du tube de canon, ce qui permet d'augmenter la vitesse initiale tout en diminuant le coefficient de traínée aérodynamique du projectile et donc d'accroítre sa portée.
Le corps 2 est destiné à assurer le transport d'une charge utile non représentée, pouvant être des sous-munitions destinées à être larguées au dessus d'un objectif.
Pour stabiliser un projectile sur sa trajectoire, on utilise soit l'effet gyroscopique, soit un empennage.
Les projectiles d'artillerie de campagne sont généralement tirés à partir de tubes de canon de gros calibre, du type 155 mm, possédant des rayures internes destinées à leur imprimer une vitesse de rotation importante afin de les stabiliser sur trajectoire. Ces projectiles sont dits gyrostabilisés.
Le projectile d'artillerie, selon l'invention, est destiné à emporter une charge utile de volume important, par exemple plusieurs sous-munitions. Cet emport nécessite donc une grande longueur de projectile ce qui interdit une stabilisation du projectile par effet gyroscopique.
La stabilisation du projectile 1 selon l'invention est assurée par un empennage 12 (voir fig 2) placé en partie arrière 5 du corps 2 et qui se déploie à la sortie du tube de canon.
La ceinture dérapante 10, du type de celle décrite dans le brevet FR2606869, est destinée à prendre les rayures du tube de canon et à déraper sur la pièce de poussée 9 afin de réduire la vitesse de rotation du projectile. Ainsi à la sortie du tube de canon, le projectile n'est soumis qu'à une faible vitesse de roulis de l'ordre de 10 tours/s.
Cette faible vitesse de roulis du projectile permet avantageusement le déploiement de l'empennage en sortie de tube dans de bonnes conditions, sous de faibles sollicitations qui ne perturbent pas la stabilité du projectile.
L'empennage de stabilisation 12 est constitué de quatre pales planes réalisées en acier à très haute limite élastique. Chaque pale est articulée à son emplanture et verrouillable en position déployée.
Les pales de l'empennage 12, représentées en position déployée à la figure 2, étaient initialement enroulées sur l'extérieur de la partie arrière 5 du corps 2 du projectile et maintenues en position par la pièce tubulaire 11 du sabot 6.
La solidarisation du sabot arrière 6 et du corps 2 est assurée par l'appui des pales de l'empennage 12 sur la surface interne de la pièce tubulaire 11 du sabot 6. Les pales sont maintenues contraintes en position enroulée par le sabot 6.
Le corps 2 comporte à sa partie arrière 5 un propulseur additionnel 13 destiné à accroítre la portée du projectile.
Le propulseur additionnel 13 est constitué, de façon classique, d'un corps en acier à haute résistance comportant une tuyère d'éjection 14 des gaz de propulsion. Il comporte un chargement propulsif constitué d'un bloc de propergol solide de type double base.
A la sortie du tube de l'arme, le propulseur additionnel 13 est allumé, par exemple par emprunt des gaz propulsifs au travers d'une ouverture axiale aménagée dans la plaque de pouussée 9. Les gaz à haute pression produits par la combustion du chargement propulsif sont éjectés par la tuyère d'éjection 14 en générant une poussée axiale. Cette génération de gaz propulsifs assure la séparation puis l'éjection, en arrière du projectile, du sabot arrière 6.
Sur la figure 2, les segments 7 du sabot avant 4 se trouvent en position écartée du corps 2. L'éjection du sabot avant est effective en sortie de tube, après une rupture des goupilles 8 comme il sera explicité plus loin, grâce aux efforts aérodynamiques qui s'exerçent sur l'avant du sabot et qui permettent l'écartement des segments 7.
La partie avant 3 du corps 2 du projectile comporte des gouvernes de pilotage déployables 15, ici au nombre de quatre. Ces gouvernes sont déployables au travers de fentes 17 réalisées sur le corps 2. Elles sont déployées sur trajectoire à un instant donné comme il sera expliqué plus loin. Elles sont destinées à assurer le guidage du projectile.
La partie avant 3 comporte également une ogive balistique 16 contenant un ensemble d'équipements de guidage et de pilotage (non représentés), notamment de gyromètres de roulis, lacet, tangage, d'un localisateur par satellites (GPS) avec ses antennes, d'un module actionneur des gouvernes avec servomoteurs réducteurs, ainsi que d'une source d'énergie et d'un élaborateur d'ordre.
La figure 3 représente une coupe partielle de la partie avant 3 du projectile 1.
La partie avant 3 du projectile 1 porte le sabot avant 4 composé des trois segments 7 rendus solidaires du corps 2 par des goupilles radiales 8.
Les segments 7 du sabot avant comportent un profil interne 17 complémentaire du profil externe 18 de l'ogive 16. Lorsque le sabot avant 4 est lié au corps 2 par les goupilles 8, comme représenté à la figure 3, un jeu axial 19 persiste entre les deux profils 17 et 18, les segments 7 du sabot avant étant en position avancée par rapport au corps 2.
Lors de la mise à feu de la charge propulsive de la munition à l'intérieur du tube de canon, la pression engendrée par les gaz de combustion de la charge propulsive s'exerce sur la plaque de poussée 9 du sabot arrière 6 et pousse le projectile 1 à l'intérieur du tube de canon. Les forces de frottement entre la surface cylindrique externe du sabot avant 4 et les rayures du tube de l'arme contrarient l'accélération longitudinale importante du projectile, et une force de cisaillement se crée donc au niveau des goupilles 8, entraínant leur rupture.
Les segments 7 du sabot avant 4 se désolidarisent du corps 2 et le sabot avant recule alors par rapport au corps jusqu'à la mise en butée du profil 17 du sabot sur le profil externe 18 de l'ogive 16 et disparition du jeu 19.
La figure 4 représente cette phase en fin de recul relatif des segments 7 du sabot avant par rapport au corps 2, lorsque les deux profils 17 et 18 sont en contact. Dans cette configuration, les segments 7 du sabot 4 sont désolidarisés du corps 2 du projectile, les goupilles étant rompues. En sortie de tube de canon, la pression aérodynamique qui s'exerçe sur une portée conique avant 20 du sabot 4 provoque l'ouverture puis l'éjection des segments 7.
Une telle structure de sabot avant 4 permet d'assurer un guidage fiable d'un projectile de grand allongement (supérieur à 10) en raison de la longueur de guidage importante du sabot avant qui se trouve en contact avec le tube (longueur de guidage de l'ordre du calibre).
La solidarisation par goupilles cisaillables permet le maintien du sabot avant pendant les phases de transport et de stockage avec une épaisseur de paroi de projectile relativement mince (de l'ordre de 5 à 10mm). Le cisaillement des goupilles lors du tir assure une séparation fiable du sabot et du projectile à la sortie du tube de l'arme par le seul effet des efforts aérodynamiques.
A l'intérieur du tube de l'arme, le contact relatif du profil 17 du sabot avant avec le profil externe 18 de l'ogive permet une bonne répartition des efforts. On assure ainsi un guidage fiable dans le tube de l'arme d'un projectile à grand allongement et ayant une épaisseur de paroi mince au niveau de l'ogive.
Il ne subsiste après éjection du sabot aucune protubérance sur le corps du projectile qui serait susceptible d'accroítre sa traínée aérodynamique.
Les différentes étapes de fonctionnement du projectile d'artillerie selon l'invention sont les suivantes:
  • Phase de balistique intérieure dans le tube de canon:
    • mise à feu de la charge propulsive,
    • rupture des goupilles de liaison 8,
    • recul relatif des segments 7 du sabot avant 4 par rapport au corps 2.
  • Phase de vol balistique, dès la sortie du tube de canon:
    • éjection des segments 7 du sabot avant 4,
    • allumage du propulseur additionnel 13,
    • éjection du sabot arrière 6,
    • ouverture de l'empennage de stabilisation 12.
  • Phase de vol piloté, sensiblement à partir de l'apogée de la trajectoire:
    • ouverture des gouvernes de pilotage 15 commandée par les servomoteurs,
    • guidage-pilotage du projectile en direction de la cible.
Les gouvernes de pilotage 15 ne sont avantageusement ouvertes qu'après l'apogée afin de réduire la traínée aérodynamique et d'assurer une stabilité suffisante en vol balistique.
Ainsi, le projectile selon l'invention, en étant de type sous-calibré et équipé d'un propulseur additionnel, permet l'emport d'une charge utile importante, de l'ordre de 30 kg à une très grande distance de tir de l'ordre de 60 à 80 km.
Bien entendu, sans sortir du cadre de l'invention, d'autres variantes peuvent être envisagées.
Par exemple dans le cas où le propulseur additionnel ne serait allumé qu'en cours de trajectoire, par exemple par une initiation électrique, l'éjection du sabot arrière peut être réalisée par une charge pyrotechnique 21 placée entre le propulseur 13 et la plaque de poussée 9 du sabot arrière 6 et allumée dès la sortie du tube de canon (voir figure 5). Cette charge pyrotechnique 21 pourra être allumée au moyen d'un emprunt des gaz propulsifs, par exemple au travers d'une ouverture axiale 22 aménagée dans la plaque de poussée 9, un retard pyrotechnique 23 assurant l'éjection du sabot arrière 6 après la sortie du tube de l'arme.
Une charge pyrotechnique de ce type peut, bien entendu, compléter le moyen d'éjection du sabot arrière 6 par le propulseur 13 décrit à la figure 2. En effet la montée en pression du propulseur n'étant pas immédiate, une séparation rapide du sabot par une charge pyrotechnique présenterait l'avantage de libérer l'empennage de stabilisation dès la sortie du tube de canon, améliorant ainsi la stabilisation du projectile.
Une fragilisation de la pièce tubulaire 11, par des prédécoupes longitudinale 24 de sa paroi (représentées figure 5), peut également être envisageable afin d'améliorer son freinage aérodynamique dès son éjection à la sortie du tube de canon. Ainsi la pression engendrée par la charge pyrotechnique d'éjection 21 et/ou le propulseur 13 provoquera la découpe de la pièce tubulaire 11 au niveau des zones de fragilisation 24. La pièce tubulaire 11 s'ouvrira alors sous la forme de pétales, augmentant ainsi son freinage aérodynamique.

Claims (10)

  1. Projectile d'artillerie (1), destiné à être tiré à partir d'un tube de canon de gros calibre, comprenant un corps (2) équipé en partie arrière (5) d'un empennage de stabilisation déployable (12), le corps étant sous-calibré et portant au moins un premier sabot de guidage éjectable (6) équipé d'une ceinture dérapante (10) destinée à réduire la vitesse de rotation du projectile, projectile caractérisé en ce qu' il comporte un deuxième sabot de guidage (4) positionné au niveau d'une partie avant (3) du projectile, deuxième sabot constitué d'au moins deux segments (7) liés au corps par un moyen de liaison temporaire qui est constitué d'au moins une goupille cisaillable (8), le cisaillement étant provoqué par un recul relatif du deuxième sabot (4) par rapport au corps (2) du projectile lors de l'accélération longitudinale du projectile dans le tube de canon, le deuxième sabot (4) se trouvant éjecté à la sortie du tube.
  2. Projectile selon la revendication 1, caractérisé en ce que le deuxième sabot (4) possède un profil interne (17) complémentaire d'un profil externe (18) de la partie avant du projectile, et qu'il existe un jeu axial (19) entre le profil interne du deuxième sabot et le profil externe de l'avant du projectile de façon à permettre le recul relatif du deuxième sabot par rapport au corps du projectile lors de l'accélération longitudinale de ce dernier dans le tube de canon.
  3. Projectile selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier sabot de guidage ou sabot arrière (6) est positionné au niveau d'une partie arrière (5) du corps du projectile et en ce qu'il maintient l'empennage de stabilisation déployable (12), le déploiement de ce dernier s'effectuant lors de l'éjection du sabot arrière en sortie de tube.
  4. Projectile selon la revendication 3, caractérisé en ce que le sabot arrière (6) comprend une pièce de poussée (9) recevant la ceinture dérapante (10) et une pièce tubulaire (11) recouvrant la partie arrière du corps du projectile tout en maintenant l'empennage de stabilisation (12) dans sa position repliée.
  5. Projectile selon la revendication 4, caractérisé en ce que le sabot arrière (6) est éjecté par une charge pyrotechnique (21) placée entre la pièce de poussée (9) du sabot arrière (6) et la partie arrière du corps du projectile.
  6. Projectile selon une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que la pièce tubulaire (11) du sabot arrière (6) présente des zones de fragilisation longitudinale (24), destinées à se rompre lors de l'éjection du sabot arrière afin d'augmenter la traínée aérodynamique de celui-ci.
  7. Projectile selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte en partie avant (3) des gouvernes de pilotage déployables (15).
  8. Projectile selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend un propulseur arrière (13).
  9. Projectile selon la revendication 8, caractérisé en ce que le sabot arrière (6) est éjecté à la sortie du tube de canon par la pression engendrée par le propulseur (13).
  10. Projectile selon une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le deuxième sabot de guidage (4) assure le guidage dans le tube par le contact de sa surface cylindrique externe avec la surface interne du tube de l'arme sur une longueur comprise entre une et deux fois le calibre de l'arme.
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